Samobieżne wózki kołowe. Wózek samojezdny Środki transportu wykorzystujące siłę mięśni zwierząt i ludzi

Rysunek pojazdu napędzanego wodą Iwana Kulibina.

Słynny mechanik Iwan Pietrowicz Kulibin urodził się w 1735 roku w Niżnym Nowogrodzie. Zmarł w 1818 roku w tym samym miejscu - po powrocie z Petersburga, gdzie przez 30 lat pracował w pracowniach Akademii Nauk: polerowane zwierciadła i soczewki teleskopów i mikroskopów, aranżował fajerwerki dla szlachty, ślęczał nad stworzeniem optyki telegraf oparty na swoim słynnym (chwalonym przez samego Derzhavina!) szperaczu lustrzanym, projektował mosty i wykonywał chronometry.

Pod jej prąd

Niewątpliwie Kulibin posiadał rzadką miłość do życia - co jest warte przynajmniej jego trzeciego małżeństwa w wieku 70 lat! Ale los go nie pobłażał: w Petersburgu - intrygi i hańba, w Niżnym - pożar i choroba... Kulibin jednak nie stracił serca - idea pracy dla dobra publicznego na zawsze zagościła w jego duszy. Co więcej, jeśli w Petersburgu, w latach dojrzałości twórczej, prace te były bardzo różnorodne, to w Niżnym już pod koniec życia Kulibin zajmował się tylko dwoma tematami - maszynami nawigacyjnymi i maszyną perpetuum mobile.

Pracując jeszcze w Akademii Nauk w Petersburgu, Kulibin tworzy działający model statku z drewnianymi kołami, które obracały się z nurtem rzeki i nawijały linę na bęben, zakończoną kotwicą. Kotwicę przywieziono wcześniej łodzią w górę rzeki i zamocowano na brzegu. Rzeka obracała kołami statku, obrót ten był przenoszony przez rząd zębatek na bęben nawijający linę z kotwicą i statek powoli, ale pewnie płynął w górę rzeki pod prąd.

Właściwie, w celu stworzenia nowej floty mechanicznej, Kulibin postanowił wrócić z brzegów Newy do Wołgi, porzucając udogodnienia stolicy, a także inne zajęcia, które do tego czasu uważał za drugorzędne.

W 1798 r. Kulibin wysłał do prokuratora generalnego księcia Kurakina „Opis korzyści, jakie można uzyskać ze statków maszynowych na Wołdze” oraz „Plan i lokalizacja, jak wygodniej i bez obciążeń dla skarbu było oddanie do użytku statków maszynowych nad Wołgą”. Kulibin założył „…w pierwszym przypadku zbudowanie dwóch statków o napędzie silnikowym… a następnie, według ustalonego modelu, zbudowanie innych takich statków i wprowadzenie ich do żeglugi”. Wynalazca zażądał od skarbca wzajemnie 30 tysięcy rubli. przez osiem lat bez odsetek, z czego 6 tys. przed wyjazdem z Petersburga, 9 tys. - na budowę pierwszych statków, 15 tys. - na budowę pozostałych statków w miarę potrzeb.

Starając się zapewnić przyszłej flocie odpowiednie zadanie biznesowe, Kulibin zaproponował Kurakinowi dostarczenie mu soli ze słonego jeziora Elton (które znajduje się w pobliżu Saratowa) do Niżnego Nowogrodu. Kurakin odrzucił projekt, stwierdzając, że „stanowi więcej strat dla skarbu niż zysk” i zasugerował, aby sam wynalazca znalazł partnerów. Ale gdzie mogli ich znaleźć w Rosji w tym czasie, w „kraju bez kapitału, bez pracowników, bez przedsiębiorców i bez kupców”, jak pisał w 1898 r. Paweł Nikołajewicz Milukow w pierwszej połowie XIX wieku w „Esejach o Historia kultury rosyjskiej”.

Kulibin był gotów oddać rysunki za darmo i doradzić: „Każdy, kto chce skorzystać z mojego wynalazku, może to zobaczyć, skopiować rysunki” – pisze Kulibin. - W przypadku oszołomienia w dowolnym miejscu tego lub innego rysunku pomogę, ile sił mogę się do tego dostać.

Ale na próżno nikt nie był chętny. Tylko skarb, reprezentowany przez cesarza i kilku wysokich dygnitarzy, brał udział w projektach samouka z Niżnego Nowogrodu - w 1801 r. Aleksander I spełnił prośbę Kulibina o 6 tysięcy rubli. spłacić długi i dodatkowe 6 tys. z tytułu emerytury i pozwolić mu jechać nad Wołgę.

Kulibin przybył do Niżnego i natychmiast zaczął mierzyć prędkość rzeki za pomocą urządzenia, które zaprojektował w Petersburgu: „Pierwszy test na Wołdze odbył się pierwszego dnia mojego przybycia 27 października 1801 r. na przeprawie Borowski ... w pobliżu Barminy, 120 wiorst z Niżnego Nowogrodu ”.

Latem 1802 roku Iwan Pietrowicz „omija lokalne rzeki Wołgę i Okę, aby przetestować ich szybkie i spokojne wody”. Syn wynalazcy Siemion Iwanowicz napisał: „... w tym ćwiczeniu spędził 1802, 1803, 1804, pracował, nie szczędząc siły ani zdrowia, znosząc silne wiatry, wilgoć i mróz, gorliwie przyspieszając spełnienie swojego gorącego pragnienia; krótko mówiąc, prawie cały czas żył na wodzie.”

Pierwsza próba maszyny napędzanej wodą odbyła się 28 września 1804 roku i została ogólnie uznana za całkiem udaną. Ale oto, co gubernator Niżnego Nowogrodu Rukowski, który był obecny na testach, donosił hrabiemu Stroganowowi: mechanika i prace ciesielskie, bez których zwykli piloci i robotnicy nie będą w stanie obsługiwać maszyny ani jej naprawiać. przypadku uszkodzenia na drodze ”.

W tej uwadze kryje się odpowiedź na pytanie, dlaczego Kulibin nie próbował zastosować na swoim statku znacznie bardziej postępowego silnika parowego.

Do nabycia daru mocy

Muszę powiedzieć, że Kulibin zdawał sobie sprawę z pracy z silnikiem parowym swojego współczesnego Anglika Jamesa Watta i planował używać silników parowych na statkach rzecznych. Pisał do siebie „przypomnienie” w swoim pamiętniku w 1801 roku: „Z biegiem czasu staraj się ułożyć parami działającą maszynę z żeliwnym cylindrem, aby mogła pracować… z wiosłami na statku, który miałby ładunek około 15 tysięcy pudów."

Jednak nigdy nie zajął się projektowaniem silników parowych, ponieważ rozumiał: jeśli, zdaniem gubernatora, nie było ludzi „którzy choć trochę znaliby się na mechanice” do obsługi drewnianego układu mechanicznego statku samobieżnego, cóż więc powiedzieć o znacznie bardziej skomplikowanym parowym wagonie… Kulibinowi udało się zadbać o to, by społeczeństwo nie było gotowe płacić za dostęp do nowej technologii, nawet niezbyt wysokiej ceny, jaką zażądał za swoje pojazdy napędzane wodą (z oczywiście nie chodzi o pieniądze, o wysiłki). Społeczeństwo ówczesne rosyjskie było gotowe zaakceptować nowe technologie tylko za darmo – lub kosztem skarbu. A „maszyna perpetuum mobile” zaczęła wydawać się Kulibinowi jedynym wyjściem.

Przez 40 lat (z przerwami) Kulibin myślał o perpetuum mobile i trzymał te myśli w tajemnicy. W schyłkowych latach pisał, że zamierza „zająć się pogonią za takimi nieustannie poruszającymi się maszynami, wykonując w tajemnicy różne eksperymenty, ponieważ niektórzy naukowcy uważają to za niemożliwe i śmieją się z wyrzutem z tych, którzy praktykują ten wynalazek”.

Kulibin nie był osamotniony wśród mechaników domowych w upartym dążeniu do zdobycia nieodpłatnej władzy. W swojej książce „Iwan Pietrowicz Kulibin” historycy technologii V. Pipunyrov i N. Raskin piszą, że w 1780 r. Przyszły akademik nauk przyrodniczych (i nadal współpracownik) Wasilij Zujew wspomina mechanika Tula Bobrina, który był zajęty tworzeniem „ wiecznie poruszająca się maszyna” w ciągu pięciu lat, wydając na nią wszystkie środki osobiste. Akademia Petersburska już dawno odmówiła rozważenia projektów maszyny perpetuum mobile, a opisując kolejny wynalazek Bobrina - siewnik mechaniczny, Zujew dodał: "Ta maszyna pokazuje, że w mistrzu pozostało jeszcze trochę racji".

Wiedząc o stosunku akademików do maszyn perpetuum mobile, Kulibin, własnymi słowami, postanowił jednak skonsultować się z Leonardem Eulerem: maszyna myśli i w odpowiedzi otrzymał, że nie obalił tej opinii o produkcji takiej maszyny w akcji, ale powiedział mi, że może w odpowiednim czasie nikt nie był zadowolony z zrobienia takiej maszyny i otwarcia. Ten mąż był następnie czczony przez stypendium w całej Europie.

Przypuszczalnie Euler nie próbował przekonać Kulibina, tak jak nie mógł przekonać hrabiego Orłowa, namawiając mechanika, aby zgolił brodę i wszedł w szeregi i inne relacje pałacowe. Dziedziczny staroobrzędowiec Kulibin ze swoimi poszukiwaniami Perpetum Mobile jest tutaj jak współwyznawcy, którzy szukają kwitnącej paproci nad brzegiem jeziora Svetloyar w noc Iwana Kupały nad brzegiem jeziora Svetloyar - „nikt nie jest szczęśliwy ... ... i otworzy się."

Nie było nic więcej, na co można by liczyć jako szczęśliwy traf. W ówczesnym społeczeństwie rosyjskim nie powstał jeszcze kompleks podstawowej wiedzy, stosowanych umiejętności i wolnej inicjatywy, które były wymagane dla innowacji technicznych. Innowacja w takim społeczeństwie staje się zbyt ryzykowna i zbyt kosztowna. Tak było z maszyną parową Iwana Polzunowa, tak też było z napędzaną wodą maszyną Kulibin: pracowały do ​​pierwszych awarii - i zatrzymały się na zawsze.

Spławny samochód Kulibina stał w jednej z zatok rzecznych, popadł w ruinę i ostatecznie w 1808 r. został sprzedany na złom na aukcji asesorowi kolegialnemu Zelenetskiemu za 200 rubli.

Czynniki rosyjskie

Wybuchowy charakter innowacji technicznych pojawił się w Rosji dopiero w latach 60. XIX wieku. I opierał się na „infiltracji” własnej nauki do własnych technologii, a nie tylko na imporcie zachodniej technologii, czy to parowców, czy krosien.

Wasilij Kałasznikow, doskonały inżynier i projektant (zaprojektował i przeprojektował kilkaset kotłów parowych i parowców na Wołdze), a także nauczyciel i wychowawca (organizator szkoły rzecznej w Niżnym Nowogrodzie, wydawca specjalistycznego magazynu) - to jest Kulibin „spadkobierca pośredni”. A po Kałasznikowie pojawi się Szuchow - i jego wspólna praca z Aleksandrem Bari i braćmi Nobelami oraz z udziałem samego Mendelejewa!

To już klasyczne ogniwo finansowe, naukowe i inżynieryjne, całkowicie zsynchronizowane ze swoją erą. Byliśmy wtedy w czołówce nauki i technologii. Niestety, nie na długo: inne czynniki rosyjskie (leżące w dziedzinie polityki i historii) stały się fatalne, co doprowadziło do katastrofy społecznej, a tym samym do katastrofy technologicznej. Wydostanie się z tego dołu trzeba było w latach 20. – 30. XX wieku za pomocą totalnego importu technologicznego, kiedy to za zarekwirowane złoto kościelne i królewskie kolekcje malarstwa kupowano całe fabryki samochodów.

Po II wojnie światowej udało się zrealizować kilka niezwykle złożonych i zasobożernych programów naukowo-technicznych, przede wszystkim nuklearnych i kosmicznych. W następstwie tych postępów pojawiło się kilka kolejnych uderzających innowacji inżynieryjnych. W Niżnym Nowogrodzie, w ojczyźnie Kulibina, znajdują się wodoloty i ekranoplany zaprojektowane przez Rostislava Aleksiejewa. Lub, powiedzmy, kilka mniej znanych projektów w dziedzinie radiofizyki stosowanej: kompleksy żyrotronowe do ogrzewania plazmy, stanowiska testowe radioastronomii i unikalny stojak Sura do ogrzewania jonosfery.

I znowu, polityka izolacji i konfrontacji uniemożliwiła osiągnięcie trwałości tych projektów, podczas gdy prawie wszystkie z nich są tylko odgałęzieniami na krępej lufie broni, tradycyjnym priorytecie w Rosji, która nagle przeżyła dramatyczny „reset” w latach 80. i 90. . W rezultacie prawie wszystkie te wyrostki uschły - ekranoplany rdzewieją na wybrzeżu, rzeczne "rakiety" i "meteory" postarzały się i osiedlały w rozlewiskach, zasięgi radioastronomii są porzucane i zarastają młodymi lasami, a instytucje, które dały początek wszystko to w dużej mierze uległo degradacji lub po prostu zniknęło.

Teraz (albo później) będziemy musieli zacząć od nowa – i oczywiste jest, że przełomów należy spodziewać się w dziedzinach, w których przetrwała wysoka nauka, wysokiej jakości edukacja i przynajmniej jakiś rodzaj produkcji. Być może obiecująca będzie dla nas mikrobiologia lub biofotonika, lasery i akceleratory. Możliwe, że i tutaj się spóźnimy lub nie damy rady. A potem pomysły, które dziś wydają się atrakcyjne, pozostaną w kategorii papierowych „projektorów” - jak to miało miejsce w przypadku mechanicznej flotylli Kulibinsk Volga.

Rzeczywiście, zanim Kulibin przetestował „maszynę napędzaną wodą” w 1804 roku, Amerykanin Robert Fulton zbudował już swój pierwszy parowiec - projekty Kulibin stawały się przestarzałe, jak mówią, na zapasach. Jednak motto Iwana Pietrowicza Kulibina, sformułowane przez niego w liście do cesarza Aleksandra I, wcale nie jest przestarzałe: „Pociąga mnie nieustanne pragnienie i gorliwość, by użyć wszystkich sił, aby wykonać szlachetną przysługę w moim życie… dla dobra społeczeństwa.”

Niżny Nowogród

Iwan Pietrowicz Kulibin urodził się w 1735 r. w Niżnym Nowogrodzie. Jego ojciec, drobny handlarz mąką, planował wychować się na następcę, który mógłby prowadzić sklep, gdy był stary. Jednak już we wczesnej młodości Iwan Kulibin wykazywał niezwykłe zainteresowanie nauką, w tym samokształceniem. W wieku 23 lat otworzył warsztat zegarmistrzowski, w którym stworzył zegarki w kształcie kaczego jaja, które uczyniło go sławnym, które później przedstawił cesarzowej Katarzynie II, która została podarowana Niżnemu Nowogrodowi. Zegar otworzył utalentowanemu mechanikowi drogę do Petersburga, został kierownikiem warsztatu mechanicznego w Akademii Nauk. Ale co za paradoks! Kulibin dokonał ogromnej liczby wynalazków, z których każdy, gdyby został wcielony w rzeczywistość, przyniósłby ludziom znaczne korzyści. Wśród jego pomysłów, starannie i szczegółowo, znalazły się m.in. projekt mostu łukowego, doskonała konstrukcja protez, telegraf optyczny, „jednostka żeglowna” mogąca poruszać się pod prąd i wiele innych. Jednak rząd z jakiegoś powodu cały czas odmawiał realizacji projektów Kulibin, woląc przechowywać rysunki w archiwach, a następnie pozyskiwać zagraniczne odpowiedniki za duże pieniądze. W 1818 roku umiera wynalazca, a potem okazuje się, że jego rodzina nie ma nawet pieniędzy na pogrzeb.

Pomysł zbudowania mechanizmu, który nie zostanie wprawiony w ruch przez zewnętrzną siłę, czy to zwierzę pociągowe, czy wiatr wiejący w żagle, od dawna zaprzątał umysły ludzkości. A w Rosji Kulibin w rzeczywistości nie był pionierem. Cztery dekady przed nim tak zwany „powóz samojezdny” został zbudowany przez chłopa z prowincji Niżny Nowogród Leonty Szamszurenkowa. Teraz trudno powiedzieć, co to było, bo zachowały się tylko wzmianki o wózku Szamszurenkowa - nie znaleziono rysunków, rysunków, opisów technicznych. Wynalazek Kulibina miał więcej szczęścia - w końcu Iwan Pietrowicz był urzędnikiem państwowym, który służył w Akademii Nauk w Petersburgu. Dlatego jego dokumenty trafiły do ​​archiwum i przetrwały bezpiecznie do dnia dzisiejszego.

Tak więc w 1791 r. wynalazca kilkakrotnie pokazał publiczności swój nowy pomysł - trójkołowy skuter - jadąc nim ulicami Petersburga. Kulibin rozpoczął prace nad tym mechanizmem w 1784 roku, ale stworzenie prawdziwie działającego modelu zajęło siedem lat prób i błędów. Oprócz pełnowymiarowego skutera wynalazca zbudował także kilka modeli zabawek dla przyszłych cesarzy Pawła i Aleksandra, którymi bawili się jako dzieci.

Początkowo mechanik planował stworzyć powóz z czterema kołami, zaczynając od bardziej znanego schematu wózka, ale szybko zorientował się, że projekt wymaga lżejszego, więc pozostały trzy koła. Tylne koła były większe, przednie mniejsze. Właściwie cały skuter składał się z ramy z trzema kołami, przedniego siedzenia przeznaczonego dla dwóch pasażerów oraz miejsca znajdującego się z tyłu, gdzie stała osoba zapewniająca ruch załogi. Ten człowiek włożył stopy w specjalne „buty”, które za pomocą złożonego systemu dźwigni i prętów działały na mechanizm zapadkowy zamocowany na pionowej osi koła zamachowego. Koło zamachowe z kolei wyrównywało wstrząsy mechanizmu zapadkowego i zapewniało ciągły ruch kół.

Na pierwszy rzut oka wynalazek Kulibina ma znacznie więcej wspólnego z rowerem niż z samochodem, dlatego często określa się go mianem velomobile. Rzeczywiście, jeśli rozważymy hulajnogę wyłącznie z punktu widzenia tego, że została wprawiona w ruch przez osobę wciskającą specjalne pedały, to opinia ta będzie całkowicie słuszna. Ale to w załodze Kulibina te elementy zostały dosyć starannie opracowane i wykorzystane, bez których nie sposób wyobrazić sobie współczesnego samochodu: zmiana biegów, przekładnia kierownicza (swoją drogą praktycznie nie różni się od tych stosowanych w samochodach), łożyska ślizgowe, urządzenie hamujące.

Trzeba sobie uświadomić prosty fakt, że w XVIII wieku wymiana informacji pomiędzy naukowcami i inżynierami z różnych krajów była praktycznie zerowa. Często zdarzało się, że jeden i ten sam był wymyślany kilka razy, a kwestia pierwszeństwa w otwarciu była niemożliwa do rozwiązania. Dlaczego istnieje XVIII wiek! Wystarczy przypomnieć znany spór o to, kto pierwszy wymyślił radio - Popow czy Marconi. Ale stało się to już na początku XX wieku. Musisz więc zrozumieć, że Kulibin musiał działać w atmosferze, jak mówią teraz, informacyjnej próżni. W zasadzie nie wiedział nic o tym, czy ma jakichś poprzedników, jakie osiągnął wyniki, ile popełnił błędów i jak daleko posunął się w swojej pracy. Dlatego wynalazca Niżnego Nowogrodu miał pełne prawo uważać się za pioniera.

Wróćmy jednak do technicznej strony sprawy. Ciekawą cechą skutera było to, że chociaż służący równomiernie naciskał pedały, koło napędowe mogło obracać się z różnymi prędkościami. Zmianę prędkości zapewniał bęben z trzema felgami - dużą, średnią i małą. Ruch do bębna był przenoszony przez przekładnię zębatą, w której koło zębate mogło przylegać do dowolnej z felg. W rzeczywistości system ten jest analogiczny do skrzyni biegów. Ze względu na niewielką masę (według współczesnych naukowców skuter ważył od dwóch do dwustu pięćdziesięciu kilogramów) oraz zastosowanie łożysk ślizgowych we wszystkich częściach trących, załoga, nawet pomimo ciężaru służącego i jednego lub dwóch pasażerów , mógł osiągnąć prędkość do 10-15 km/h.

Oczywiście, przyśpieszając, służący mógł sobie pozwolić na trochę odpoczynek, ponieważ hulajnoga przez jakiś czas toczyła się dalej na skutek bezwładności. Również bez interwencji człowieka zjechała z górki. Ciekawe jednak, że według zeznań współczesnych dość szybko poszła pod górę, tak że służąca, która dała jej ruch, bynajmniej nie była wyczerpana na wpół na śmierć, pokonując wzniesienie. Co w urządzeniu Kulibina to umożliwiło? Faktem jest, że utalentowany mechanik użył koła zamachowego na swoim trójkołowym wózku inwalidzkim z własnym napędem. W rzeczywistości służący wymachiwał kołem zamachowym, które już przenosiło energię na koła poprzez przekładnię zębatą. To właśnie zastosowanie koła zamachowego zapewniało ruch hulajnogi pod górę, a także spowalniało go, gdy pędził w dół.

Układ kierowniczy składał się z dwóch dźwigni, drążków i obrotnicy przymocowanej do przedniego koła. Należy zauważyć, że służący, który poruszał hulajnogą, musiał wstać również dlatego, że siedząc nie mógł normalnie obserwować drogi ze swojego miejsca. Nowoczesne opcje budowy wagonu samobieżnego Kulibin zwykle nie zakładają obecności pasażerów, więc kierowca może kręcić pedałami siedząc. Jednak dla początkowej koncepcji Kulibino ważne było, aby jego załoga była zdolna do transportu „bezczynnych ludzi”. Dlatego służący musiał wstać, w przeciwnym razie pasażerowie zasłanialiby mu widok. Znowu mechanik z pewnością nie ryzykowałby powierzenia kierownictwu pasażerom.

Sam wynalazca był oczywiście świadomy wszystkich niedoskonałości swojego pomysłu. Co więcej, nie umieścił nawet skutera na liście swoich najważniejszych osiągnięć, wierząc, że to przede wszystkim rozrywka „dla bezczynnych”. Pomimo tego, że pracował ostrożnie, aby odciążyć załogę, żaden służący nie był w stanie długo wymachiwać kołem zamachowym, wprawiając skuter w ruch. Pomysł silnika, który nie byłby zależny od siły mięśniowej człowieka, stale dominował w umyśle Kulibina. Iwan Pietrowicz dokonał wielu wynalazków związanych z wykorzystaniem siły poruszającej się wody lub wiatru. Było jednak jasne, że wszystko to było całkowicie nieodpowiednie dla załogi samobieżnej. Tuż przed śmiercią uwagę Kulibina przyciągnęły maszyny parowe, ale był już za stary, by podjąć się tak złożonej sprawy, jak stworzenie urządzenia z silnikiem parowym jako silnikiem. Wybrał inną drogę – jak się później okazało, zła. Faktem jest, że mechanik miał obsesję na punkcie stworzenia perpetuum mobile, tajemniczego „perpetuum mobile”, który był ukochanym marzeniem wszystkich wynalazców jego czasów. Kulibin miał własny pomysł na to, jak powinna być zaaranżowana perpetum mobile i próbował połączyć ją ze skuterem. W 1817 r. zaczyna na nowo pracę nad na wpół zapomnianym samojezdnym powozem, ale jego pracę przerwała śmierć, a historycy niewiele wiedzą o etapie, w którym prace zostały przerwane.

To, co stało się ze skuterem zbudowanym przez wynalazcę z Niżnego Nowogrodu, nigdzie nie zostało odnotowane. Zapadł w zapomnienie. Ale, jak wspomniano powyżej, zachowały się rysunki i rysunki wykonane ręką samego wynalazcy. W latach 70. i 80. na różnych festiwalach poświęconych zarówno historii motoryzacji, jak i sportom kolarskim niejednokrotnie prezentowano załogi budowane w oparciu o idee Kulibina. Działający model skutera mechanika, odrestaurowany według jego rysunków, jest wystawiony w Muzeum Politechnicznym.

h Przez większość swojej historii ludzkość wykorzystywała moc zwierząt do poruszania pojazdów dwu-, trzy- i czterokołowych: byków, koni, mułów, osłów. Jednak w ostatnich stuleciach pojawiało się coraz więcej wynalazków tzw. „powozów samobieżnych”, które poruszały się bez wykorzystania siły pociągowej powyższych zwierząt. W Rosji takim wynalazcą był mechanik samouk Iwan Pietrowicz Kulibin, który wynalazł wiele różnych urządzeń mechanicznych.

Kulibin rozpoczął pracę nad samobieżnym powozem, lub jak nazwał go wynalazca „skuterem”, w latach 80-tych XVIII wieku i ukończył go w 1791 roku. Ten skuter można słusznie uznać za pradziadka samochodu. Początkowo pracował nad czterokołowym wózkiem bocznym, ale starając się, aby załoga była lżejsza i łatwiejsza w obsłudze, stworzył trójkołowy skuter. Była to bardzo lekka załoga na jednego lub dwóch pasażerów i kilkadziesiąt kilogramów ładunku. Za pasażerami na pedałach, czyli jak Kulibin nazywał ich „butami”, stał mężczyzna i na przemian naciskał ich stopami. Pedały wprawiały w ruch duże koło zamachowe, które po zakręceniu ułatwiało pracę osobie kierującej hulajnogą, a załodze poruszało się równomiernie. Trzeba było sterować hulajnogą za pomocą „krętlika”, jak kierownica statku połączona z przednim kołem obrotowym.

Według naocznych świadków „skuter” Kulibina jechał dość szybko, rozwijał prędkość do 16 km/h, co było prędkością przyzwoitą jak na tamte czasy. Mimo tak dużej jak na owe czasy prędkości powóz poruszał się dość płynnie. Skuter zjeżdżał wolniej niż pod górę, co zostało osiągnięte dzięki działaniu urządzenia hamującego.

Kulibin, przy swoim wynalazku, jako pierwszy zastosował łożyska toczne, które ułatwiają ruch, kierowanie, przenoszenie sił na pedały. Zaprojektował prototyp nowoczesnego samochodu, w skład którego wchodziły takie części jak: mechanizm kardana, skrzynia biegów, elastyczne sprzęgło, hamulec, kierownica i łożyska toczne. Za pomocą pedałów kierowca zakręcił kołem zamachowym, które przenosiło siły na koła i mogło odpocząć w ruchu, ponieważ dzięki kołu zamachowemu i sprzęgłu załoga jechała przez jakiś czas bezwładnością.

Skutery zostały wykonane w warsztatach mechanicznych Akademii Nauk w Petersburgu, kierowanej przez Kulibina i były szeroko używane do spacerów przez arystokratów, którzy naprawdę lubili ten wynalazek.

Według zachowanych rysunków Iwana Kulibina skonstruowano działający model samobieżnego wózka na pedały, który obecnie znajduje się w Muzeum Politechnicznym w Moskwie.

Korzystając z doświadczeń poprzednich pokoleń, podnosząc ich osiągnięcia na nowy poziom jakościowy, rozwój myśli naukowej i technicznej porusza się po spirali. Nieprzypadkowo wynalazcy, tworząc coraz doskonalsze maszyny, często wracają do doświadczeń swoich poprzedników – w swoich poszukiwaniach opierają się na konstrukcjach z minionych lat.

Typowym przykładem tej ciągłości jest historia powozów napędzanych siłą ludzkich mięśni. Mówiliśmy już o jednej z nowoczesnych gałęzi ich potomków - velomobile ("MK", ​​1976, nr 7; 1979, nr 11, 12). Nie mniej interesujące jest spojrzenie wstecz i prześledzenie, jak narodziła się i rozwijała idea transportu „mięśniowego” w odległej i niedawnej przeszłości.

Zagłębiając się w historię techniki, zobaczymy pewien paradoks, który przetrwał wieki i przetrwał do dziś. Stało się to zauważalne w czasie, gdy powozy i wozy ciągnięte przez czworonożnych ludzkich pomocników pędziły już po brukowanych i nieutwardzonych drogach starożytności. Konie, woły, muły od wieków służą jako żywy podwóz do wozu. Jednak potrzeby transportowe rosły i ludzie zaczęli marzyć o stworzeniu załóg zdolnych do przewożenia większej ilości ładunku i rozwijania większych prędkości. Pojawił się samochód, który poprzedziło wynalezienie silnika: najpierw para, potem spalinowy, silnik elektryczny. Ale to było później. To musiało jeszcze nadejść. Przez czasy, kiedy zabawa z „maszynami ogniowymi” mogła skończyć się na stawce Inkwizycji. A jeszcze wcześniej, kiedy wymyślono naiwne, ale sprytne sposoby poruszania się powozami, które dziś wydają się prymitywne, a czasem nawet ciekawe. Nie oceniajmy jednak naszych przodków zbyt surowo. Rzeczywiście, w prawie każdej z tych starożytnych konstrukcji domyślano się już prototypu jakiegoś szczegółu współczesnych samochodów: skrzyni biegów, układu kierowniczego, hamulców. Wiele znalezisk, po przejściu wszelkiego rodzaju ulepszeń, ugruntowało się w nowoczesnym transporcie.

Zasada prowadzenia wózka siłą mięśni siedzącej w nim osoby okazała się wytrwała. Szczególnie kusząca była w czasach, gdy widziano ją już nałożoną na drogi asfaltowe. Nie tylko „bezkonne powozy” pędziły szybko, ale szybkie i potężne samochody, samoloty wzbijały się w niebo, a teraz statki kosmiczne odlatywały na odległe planety. Ale w człowieku żyją dwa wieczne marzenia: latać jak ptak i siłą własnych mięśni pchać jakąś lekką załogę. Kiedy się narodziło, w jakich czasach starożytnych? Pojawiły się mechanizmy zegarowe, woda kręciła kołami młynów i pomp, ludzie byli już całkiem nieźli w żeglarstwie. Ale… energii spadającej wody nie da się przystosować do poruszającego się powozu, sprężyny są słabe i zawodne, a żagle nadają się tylko przy dobrym wietrze, a nawet wtedy głównie na wodzie. A więc chciałem nie polegać na niczym...

Prawdopodobnie jedna z pierwszych prób urzeczywistnienia idei wykorzystania własnej siły do ​​wprawienia w ruch lekkiego wózka należy do augsburskiego stolarza Waltera Goltana. To on na początku XV wieku wjechał w wąskie uliczki swojego miasta na niezwykłej czterokołowej konstrukcji, która okazała się samobieżną karetą mięśniową. Ciągnąc niekończącą się linę, jeździec zakręcił dwoma bębnami. Dolny, z podłużnymi listwami, wprawiał w ruch koło zębate sztywno osadzone na tylnej osi. Nie trzeba dodawać, że prędkość wózka nie była wyższa niż prędkość pieszego. Ale co z kierownicą? Cóż, w tamtych czasach problem obracania nie był jeszcze mylący dla wynalazców. Jeśli trzeba było zmienić kierunek ruchu, jeździec wysiadał z karetki i podnosząc przedni koniec, kierował karetkę we właściwym kierunku.

Załoga Goltana była kawalerem. Ale niejaki Auguste z Memmingen w 1447 roku zbudował gigantyczny (nawet dziś) samobieżny samochód na czterech ogromnych kołach. Mogła nieść kilkadziesiąt osób na raz. Oczywiście historia milczy na temat prędkości, ale nie to było wtedy najważniejsze. Co ważniejsze, samochód się poruszał! Za pomocą sprytnych urządzeń, dźwigni, rolek, bramek wewnątrz powozu, ludzie obracali wszystkie cztery koła powozu. Projektant zadbał o to, aby w przypadku utknięcia jednego z kół w wyboju, pozostałe mogły wyciągnąć samochód na płaską drogę. Oto prototyp nowoczesnych pojazdów terenowych z napędem na wszystkie koła!

Na zasadzie wykorzystania siły mięśni powstawały również inne samobieżne powozy średniowiecza. W 1459 roku niezwykła załoga wzięła udział w triumfalnym orszaku cesarza niemieckiego Maksymiliana I. Było to sześciometrowe koło obręczowe, wewnątrz którego znajdowały się panujące osoby. Wózek poruszał się na skutek przechodzenia służących po jego wewnętrznej powierzchni, a kierunek ruchu regulował długą dźwignią idący obok służący. W tym samym czasie pojawił się drewniany czterokołowy powóz, prowadzony przez idących obok i za nim służących, którzy za pomocą dźwigni obracali wałki i koła zamachowe zamontowane na korpusie. Dotarły do ​​nas tylko szkice takich maszyn: nie ma innych wiarygodnych danych o ich istnieniu. Projekt tych wozów wykonał w szczególności słynny artysta Albrecht Durer, który zostawił nam kilka rysunków swoich wynalazków.

W 1685 r. słynny norymberski zegarmistrz Stefan Farfler złamał nogę. To z pozoru nieistotne czysto osobiste wydarzenie posłużyło jako bodziec… do dalszego rozwoju i doskonalenia samobieżnej załogi – do tej pory jedynie w formie muskularnej bryczki. Farfler nie był zbyt zadowolony z perspektywy używania kul lub pozostania w domu. Zbudował mały trójkołowy powóz, na którym „sam mógł jechać do kościoła bez niczyjej pomocy”. Oczywiste jest, że Speed ​​też tutaj nie był tak gorący. Na wózku inwalidzkim zastosował zasadę własnego mechanizmu zegarowego. Tylko siła sprężyn i ciężarków zastąpiła własne mięśnie. Kręcąc specjalnymi uchwytami, Farfler, poprzez system kół zębatych, obracał przednie koło. Współczesne powozy silnikowe i pojazdy z napędem na przednie koła mają coś wspólnego z tym schematem.

Nasi rodacy również przyczynili się do rozwoju „samochodów do samodzielnego prowadzenia”. W 1752 r. zbudowano pierwszy taki powóz w Rosji, napędzany skomplikowanym systemem dźwigni i pedałów, którymi sterowało dwóch lokajów stojących na piętach. Jej twórcą jest Leonty Łukjanowicz Szamszurenkow, chłop z Niżnego Nowogrodu, wybitny rosyjski wynalazca samouk, obdarzony wielką wyobraźnią i pomysłowością. 21 czerwca 1751 r. wysłał petycję do Komisji Senackiej w Moskwie o zgodę i pomoc finansową na „...ucieczkę z wózka inwalidzkiego, który mógłby biec bez konia. On, Leonty, może naprawdę zrobić taki powóz, z wymyślonymi przez siebie maszynami, na czterech kołach, z narzędziami, aby jechał bez konia, tylko że będzie prowadzony przez narzędzia przez dwie osoby stojące na tym samym powozie, z wyjątkiem dla leniwych ludzi, którzy w nim siedzą, ale pobiegnie przynajmniej kilka długich dystansów i nie tylko po płaskim terenie, ale także na górę, będzie tam, gdzie niezbyt strome miejsce, a także wózek można zrobić, oczywiście za trzy miesiące z całą perfekcją i za aprobatę za zrobienie potrzebuje nie więcej niż 30 rubli ze skarbca na pierwszy taki powóz ... ”.

Dopiero rok później w Petersburgu Szamszurenkow „z każdym pośpiechem” zaczął realizować swój plan. A 1 listopada 1752 roku powóz był całkowicie gotowy do testów. Do dziś nie zachowały się żadne rysunki, rysunki, a nawet objaśniający opis tej samobieżnej załogi z napędem mięśniowym. Po nielicznych dokumentach można sądzić, że powóz był czterokołowy, zamknięty i przypominał powóz - nie masywny, ale raczej lekki i mocny. Dwie osoby pedałowały tylnymi kołami i kontrolowały jej ruch. Załoga przewoziła co najmniej dwóch pasażerów.

Rok później, po zakończeniu pracy, 60-letni wynalazca, wciąż pełen siły i energii, ponownie pisze do Petersburga: potrzeba ... I chociaż powóz, który zrobiłem wcześniej, działa, ale po prostu nie tak w szybkim ruchu, a jeśli nadal jest to dozwolone, mogę zrobić starą garderobę i poruszać się szybciej i mocniej z umiejętnościami.” Ale te propozycje zostały odrzucone, wszystkie dalsze prośby były daremne. Wkrótce o wynalazcy i jego „samodzielnym wózku inwalidzkim” zapomniano, a ich dalszy los nie jest znany.

Inny utalentowany rosyjski mechanik, Iwan Pietrowicz Kulibin, pracował przez kilka lat nad oryginalnym wózkiem bocznym i ukończył go w 1791 roku. Cała mechanika z pozoru wydaje się prosta, ale oko współczesnego projektanta od razu rozpozna szereg genialnych rozwiązań nawet w obecnych czasach. Kulibin wykonał załogę trójkołową, dla jednego pasażera. Drewniana rama składała się z dwóch podłużnych belek połączonych poprzeczkami. Z przodu przymocowano do niego gramofon z pojedynczą kierownicą, sterowaną drążkami i dźwigniami. W tylnej części ramy zamontowano dwa inne koła o zwiększonej średnicy. Pedały - lub "buty", według Kulibina, były na przemian naciskane przez mężczyznę stojącego na piętach. On za pomocą drążków i grzechotek przyniósł ciężkie poziome koło zamachowe, które ułatwiało pracę osoby na pedałach i łagodziło ruch maszyny. Obrót pionowego wału koła zamachowego był przenoszony za pomocą uproszczonych kół zębatych na prawe tylne koło.

Ciekawa konstrukcja mechanizmu przenoszenia momentu obrotowego na koło napędowe, który stał się prototypem nowoczesnych stopniowanych skrzyń biegów. Na osi szpikulca znajdował się bęben z trzema wieńcami zębatymi o różnych średnicach i nierównej liczbie zębów. Przekładnia wału podłużnego, poruszająca się po średnicy bębna, mogła być połączona z dowolną koroną, zmieniając przełożenie, a co za tym idzie prędkość obrotową kół i przyłożoną siłę.

„Hulajnoga” miała również mechanizm wolnego koła, który dawał człowiekowi możliwość odpoczynku, wykorzystując bezwładność pozy i koło zamachowe. W wózku Kulibina można znaleźć jeszcze jedną niezwykłą perspektywę techniczną: osie kół toczyły się na trzech specjalnych rolkach. To urządzenie jest prekursorem nowoczesnego łożyska tocznego! Krótko mówiąc, ręczna skrzynia biegów i łożyska tego wózka zostały zaprojektowane i używane pół wieku przed pojawieniem się we Francji i Anglii. Możesz dowiedzieć się więcej o konstrukcji „skutera” w dziale motoryzacyjnym Muzeum Politechnicznego w Moskwie, gdzie przechowywany jest jego model operacyjny.

A jednak ulepszenia wprowadzone przez Kulibina do konstrukcji przyczepy bocznej nie mogły przekształcić go w pełnoprawną załogę samobieżną, żywy silnik był zbyt słaby i zawodny. Podobne próby stworzenia transportu „mięśniowego” podejmowano niejednokrotnie w XVIII wieku i za granicą. Jednak wszystkie takie samochody pozostały tylko oryginalną zabawką na dworze. Wiadomo, że w Anglii jednomiejscowy powóz podobny do Kulibin, tylko czterokołowy, zbudował John Bevers.

Jednym słowem „samochody do samodzielnego prowadzenia” okazały się zawodne i praktycznie nie do przyjęcia. I wszystkie one stały się pierwszymi krokami w kierunku zaspokojenia pragnienia szybszego poruszania się. Oczywiście na tej drodze pojawili się pseudo-wynalazcy, proponując bezsensowne konstrukcje, które znalazły się w funduszu rowerów samochodowych. Oto jeden z tych pomysłów: połóż wiosła-grabie na zwykłym wózku i zepchnij je z ziemi. Kolejne „oszałamiające” urządzenie miało działać na zasadzie koła wiewiórki, ale z psami. W tym celu przednie koło wozu musiało wyglądać jak bęben, w którym zwierzęta musiały biegać. Był też nie mniej oryginalny projekt: chcieli zmusić konia do wciśnięcia pedałów. Ale… psy i konie odmówiły wykonania dla siebie tak niezwykłych obowiązków, a te „obiecujące powozy” tkwiły w miejscu, zagubione w annałach historii techniki.

Ale ta sama historia odebrała wszystkie mniej lub bardziej racjonalne ziarna w projektach mięśni. Przypomnij sobie koło zamachowe na „skuterze” Kulibina. Pomysł ten rozwinął Węgier Josef Horthy-Horvat, który w 1857 roku zaproponował wielomiejscowy omnibus, na dachu którego zainstalowano ogromne koło zamachowe; moment obrotowy z niego przez przekładnię stożkową i wał był przenoszony na tylne koła załogi. Obowiązki „kierowcy” polegały tylko na tym, aby go odprężyć. Trzy lata później rosyjski inżynier V. I. Shubersky opracował projekt „koła zamachowego”, które również wykorzystuje energię obracającego się koła zamachowego. A w 1905 Anglik Lanchester opatentował „samochód z kołem zamachowym”. Jedno lub dwa ciężkie koła zamachowe wykorzystywały mechaniczną przekładnię do obracania kół maszyny. Do przyspieszania kół zamachowych używano silników elektrycznych, ale można było to zrobić ręcznie.

A w dzisiejszych czasach kryzys energetyczny i brak dynamiki, dominacja samochodów w dużych miastach, hałas, gazowe zanieczyszczenie atmosfery zmusiły ponownie do zwrócenia uwagi na niektóre „mięśniowe” pojazdy, wyparte niegdyś przez mocne i kompaktowe silniki. Należą do nich przede wszystkim rowery, a także oparte na nich powozy – velomobile wprawiane w ruch przez ludzkie mięśnie.

Z roweru velomobile otrzymał prostą przekładnię łańcuchową, lekkie koła; z samochodu - skrzynia biegów, karoseria, oświetlenie, początki komfortu. Konstrukcja wszystkich jednostek ma na celu spełnienie głównego warunku - maksymalnej łatwości pracy kierowcy. W ten sposób obróciła się spirala rozwoju pojazdów mięśniowych, która rozpoczęła się pięć wieków temu.

Dziś na ulicach Tokio i Amsterdamu, Paryża i Mediolanu – w wielu miastach na świecie, w gęstym ruchu ulicznym błysną żadne, bezsilnikowe samochody dla jednej, dwóch, a nawet kilkunastu lub dwóch osób. W nich wszyscy są zajęci: pedałują lub naciskają dźwignie napędu. Jak samochód może nadążyć - oczywiście nie pod względem prędkości, ale wydajności, zwrotności, przyjazności dla środowiska: ile zalet naraz! Tak, a kręcenie pedałami dla obecnego mieszkańca miasta, cierpiącego na siedzący tryb życia, nie jest bynajmniej bezużyteczne.

Pojazdy niezmotoryzowane są budowane w szerokiej gamie wersji: od zwinnych pojedynczych velomobilów po gigantyczne wielomiejscowe „autobusy rowerowe” - trzy- lub czterokołowe wózki bez nadwozia ze wspólną skrzynią biegów na tylne koła napędowe. Do tej pory wiele z nich powstało z motywów autopromocji lub chęci zaskoczenia rodaków, przyciągnięcia uwagi, wywołania sensacji.

Jeden z pierwszych projektów małego autobusu rowerowego dla 21 osób zaproponował w 1949 roku Francuz Pierre-Albert Farsa. Ale Duńczyk Tag Krogshave wyraźnie wyprzedził wszystkich konkurentów, zbudował trójkołowego rowerowego potwora ważącego ponad 3 tony, zaprojektowanego dla 35 (!) Osób. Zajęło 78 starych rowerów, 35 siodeł, 70 pedałów, trzy koła samochodowe.Tylko długość 70 napędów łańcuchowych wynosiła ponad 50 m! Jedynym praktycznym zastosowaniem tego potwora, jaki Krogshave do tej pory znalazł, jest to, że od czasu do czasu rzuca na niego miejscowe dzieci.

Mówiliśmy już o lekkich velomobile zbudowanych w naszym kraju: o bryczce charkowskiej „Vita” („MK”, 1976, nr 7), składanym velomobile „Kolibri” („MK”, 1979, nr 12). Kilka velomobilów o opływowych nadwoziach zostało stworzonych przez studentów i pracowników Wileńskiego Instytutu Inżynierii Lądowej. Zimą 1981 roku odbyły się nawet pierwsze w kraju zawody muscle carów.

Ale bez względu na to, jak dobre są velomobile, nadal istnieją w pojedynczych egzemplarzach i nie stały się zauważalnym zjawiskiem w przepływach ruchu dużych miast. Jednak w Japonii, gdzie problemy związane z przeciążeniem ruchu i zanieczyszczeniem powietrza spalinami są szczególnie dotkliwe, rozpoczęto już seryjną produkcję kilku typów pojazdów niezmotoryzowanych: lekkiego trójkołowego pedicara z zadaszeniem oraz wygodniejszego czterokołowca. -kołowy. Ich średnia prędkość jest niska - 10-15 km / h, ale to wystarcza na krótkie wycieczki. Taki transport przyda się nie tylko do użytku osobistego, ale także dla listonoszy, lekarzy poliklinik rejonowych; do nauczania młodzieży zasad ruchu, stosowania na terenie dużych przedsiębiorstw, gospodarstw rolnych, placów budowy.

Velomobile stawia pierwsze i jak dotąd niepewne kroki (mimo prawie pięćsetletniej historii!), ale ogromne zalety prostego i niedrogiego transportu decydują o jego wielkiej przyszłości. Jest jeszcze coś do przemyślenia i pracy dla wynalazców w tej starożytnej i być może najmłodszej formie transportu, która nie potrzebuje silnika służącego ludzkiemu zdrowiu i mamy nadzieję, że projektanci-amatorzy, czytelnicy naszego magazyn, przyczyni się do tej sprawy.

Czy zauważyłeś błąd? Zaznacz go i naciśnij Ctrl + Enter dać nam znać.

Ludzkość od dawna marzyła o stworzeniu pozoru samobieżnych powozów, które mogą poruszać się bez zwierząt pociągowych. Widać to wyraźnie w różnych eposach, legendach i baśniach. Na ulicy w maju 1752 r. W Petersburgu panował świąteczny nastrój, powietrze przesycone delikatnymi aromatami wiosny, skrywające się słońce zsyłało ostatnie promienie. Letni ogród był pełen ludzi. Po chodnikach jechały eleganckie powozy i nagle wśród wszystkich wagonów pojawia się jeden dziwny. Szedł bez koni, cicho i bez hałasu, wyprzedzając inne powozy. Ludzie byli bardzo zaskoczeni. Dopiero później okazało się, że ten dziwaczny wynalazek to „ wózek do samodzielnego biegania”, Zbudowany przez rosyjskiego chłopa pańszczyźnianego z prowincji Niżny Nowogród Leonty Szamszurenkowa.

Również rok później Szamszurenkow napisał o tym, co może zrobić sanie z własnym napędem i licznik do tysiąca mil z dzwonkiem dzwoniącym na każdym przejechanym kilometrze. Tak więc 150 lat przed pojawieniem się pierwszego samochodu z silnikiem spalinowym w poddanej Rosji pojawił się prototyp nowoczesnego prędkościomierza i samochodu.

IP Kulibin opracował projekt w 1784 roku, aw 1791 zbudował swój własny „skuter”. Po raz pierwszy zastosowano łożyska toczne i koło zamachowe, aby zapewnić płynną pracę. Wykorzystując energię obracającego się koła zamachowego mechanizm zapadkowy, napędzany pedałami, umożliwiał swobodne poruszanie się wózka inwalidzkiego. Najciekawszym elementem „działa samobieżnego” Kulibino był mechanizm zmiany biegów, który jest integralną częścią skrzyni biegów wszystkich samochodów z silnikami spalinowymi.